Sila trenia v pozemských podmienkach sprevádza akýkoľvek pohyb telies. Vyskytuje sa pri kontakte dvoch telies, ak sa tieto telesá navzájom pohybujú. Trecia sila smeruje vždy po styčnej ploche, na rozdiel od elastickej sily, ktorá smeruje kolmo (obr. 1, obr. 2).

Ryža. 1. Rozdiel medzi smermi trecej sily a pružnej sily

Ryža. 2. Plocha pôsobí na lištu a lišta pôsobí na plochu

Existujú suché a nevysušené typy trenia. Suchý typ trenia nastáva pri kontakte pevných látok.

Uvažujme tyč ležiacu na vodorovnej ploche (obr. 3). Ovplyvňuje ho gravitačná sila a reakčná sila podpery. Pôsobme na tyč malou silou , smerované pozdĺž povrchu. Ak sa tyč nepohybuje, potom je aplikovaná sila vyvážená inou silou, ktorá sa nazýva statická trecia sila.

Ryža. 3. Sila statického trenia

Statická trecia sila () opačným smerom a rovnakou veľkosťou ako sila, ktorá má tendenciu pohybovať telesom rovnobežne s povrchom jeho kontaktu s iným telesom.

So zvýšením „strižnej“ sily zostáva tyč v pokoji, preto sa zvyšuje aj statická trecia sila. S nejakou, dostatočne veľkou silou, sa tyč začne pohybovať. To znamená, že statická trecia sila sa nemôže zvyšovať do nekonečna - existuje horná hranica, nad ktorú nemôže byť. Hodnota tohto limitu je maximálna statická trecia sila.

Pôsobíme na tyči pomocou dynamometra.

Ryža. 4. Meranie trecej sily dynamometrom

Ak naň dynamometer pôsobí silou, potom je možné vidieť, že maximálna statická trecia sila sa zväčšuje s nárastom hmotnosti tyče, to znamená so zvýšením gravitačnej sily a reakčnej sily tyče. podpora. Ak sa vykonajú presné merania, ukážu, že maximálna statická trecia sila je priamo úmerná reakčnej sile podpery:

kde je modul maximálnej statickej trecej sily; N– sila reakcie podpory (normálny tlak); - koeficient statického trenia (proporcionalita). Preto je maximálna statická trecia sila priamo úmerná sile normálneho tlaku.

Ak vykonáme experiment s dynamometrom a tyčou konštantnej hmotnosti, pričom tyč otáčame na rôzne strany (zmena oblasti kontaktu so stolom), môžeme vidieť, že maximálna statická trecia sila sa nemení ( Obr. 5). Preto maximálna statická trecia sila nezávisí od kontaktnej plochy.

Ryža. 5. Maximálna hodnota statickej trecej sily nezávisí od kontaktnej plochy

Presnejšie štúdie ukazujú, že statické trenie je úplne určené silou pôsobiacou na telo a vzorec.

Statická trecia sila nie vždy bráni telesu v pohybe. Napríklad statická trecia sila pôsobí na podrážku topánky, pričom udeľuje zrýchlenie a umožňuje vám chodiť po zemi bez pošmyknutia (obr. 6).

Ryža. 6. Sila statického trenia pôsobiaca na podrážku topánky

Ďalší príklad: statická trecia sila pôsobiaca na koleso auta umožňuje rozbehnúť sa bez pošmyknutia (obr. 7).

Ryža. 7. Statická trecia sila pôsobiaca na koleso automobilu

Pri remeňových pohonoch pôsobí aj statická trecia sila (obr. 8).

Ryža. 8. Sila statického trenia v remeňových pohonoch

Ak sa teleso pohybuje, potom trecia sila pôsobiaca naň zo strany povrchu nezmizne, tento typ trenia sa nazýva klzné trenie. Merania ukazujú, že sila klzného trenia je prakticky rovnaká ako maximálna sila statického trenia (obr. 9).

Ryža. 9. Sila klzného trenia

Sila kĺzavého trenia je vždy nasmerovaná proti rýchlosti tela, to znamená, že bráni pohybu. V dôsledku toho, keď sa teleso pohybuje iba pôsobením trecej sily, udeľuje mu negatívne zrýchlenie, to znamená, že rýchlosť telesa neustále klesá.

Veľkosť klznej trecej sily je tiež úmerná sile normálneho tlaku.

kde je modul sily klzného trenia; N– sila reakcie podpory (normálny tlak); – koeficient klzného trenia (proporcionalita).

Obrázok 10 znázorňuje graf závislosti trecej sily od aplikovanej sily. Zobrazuje dve rôzne oblasti. Prvý úsek, v ktorom sa trecia sila zvyšuje so zvyšujúcou sa aplikovanou silou, zodpovedá statickému treniu. Druhý úsek, kde trecia sila nezávisí od vonkajšej sily, zodpovedá klznému treniu.

Ryža. 10. Graf závislosti trecej sily od pôsobiacej sily

Koeficient klzného trenia sa približne rovná koeficientu statického trenia. Koeficient klzného trenia je zvyčajne menší ako jedna. To znamená, že klzná trecia sila je menšia ako normálna tlaková sila.

Koeficient klzného trenia je charakteristický pre trenie dvoch telies o seba, závisí od toho, z akých materiálov sú telesá vyrobené a ako dobre sú opracované povrchy (hladké alebo drsné).

Vznik statických a klzných trecích síl je daný tým, že akýkoľvek povrch na mikroskopickej úrovni nie je rovný, na akomkoľvek povrchu sú vždy mikroskopické nehomogenity (obr. 11).

Ryža. 11. Povrchy telies na mikroskopickej úrovni

Keď sa dve telesá, ktoré sú v kontakte, pokúšajú pohybovať voči sebe navzájom, tieto nehomogenity sú zachytené a bránia tomuto pohybu. Pri malom množstve vynaloženej sily stačí tento záber na zabránenie pohybu telies, takže vzniká statické trenie. Keď vonkajšia sila prekročí maximálne statické trenie, potom záber drsnosti nestačí na udržanie telies a začnú sa vzájomne posúvať, pričom medzi telesami pôsobí klzná trecia sila.

K tomuto typu trenia dochádza, keď sa telesá prevaľujú cez seba alebo keď sa jedno teleso prevaľuje po povrchu druhého. Valivé trenie, podobne ako klzné trenie, dodáva telu negatívne zrýchlenie.

Vznik valivej trecej sily je spôsobený deformáciou valivého telesa a nosnej plochy. Takže koleso umiestnené na vodorovnom povrchu ho deformuje. Pri pohybe kolesa sa deformácie nestihnú spamätať, koleso tak musí neustále stúpať do malého kopca, čo spôsobuje moment síl, ktorý spomalí odvaľovanie.

Ryža. 12. Vznik valivej trecej sily

Veľkosť valivej trecej sily je spravidla mnohonásobne menšia ako klzná trecia sila, pričom všetky ostatné veci sú rovnaké. Vďaka tomu je valcovanie bežným typom pohybu v strojárstve.

Keď sa pevné teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne, pôsobí naň odporová sila zo strany média. Táto sila smeruje proti rýchlosti tela a spomaľuje pohyb (obr. 13).

Hlavnou črtou odporovej sily je, že sa vyskytuje iba v prítomnosti relatívneho pohybu tela a jeho prostredia. To znamená, že statická trecia sila v kvapalinách a plynoch neexistuje. To vedie k tomu, že človek môže pohybovať aj ťažkým člnom, ktorý je na vode.

Ryža. 13. Odporová sila pôsobiaca na teleso pri pohybe v kvapaline alebo plyne

Modul sily odporu závisí od:

Od veľkosti tela a jeho geometrického tvaru (obr. 14);

Podmienky povrchu tela (obr. 15);

Vlastnosti kvapaliny alebo plynu (obr. 16);

Relatívna rýchlosť telesa a jeho prostredia (obr. 17).

Ryža. 14. Závislosti modulu odporovej sily od geometrického tvaru

Ryža. 15. Závislosti modulu sily odporu od stavu povrchu tela

Ryža. 16. Závislosti modulu sily odporu od vlastností kvapaliny alebo plynu

Ryža. 17. Závislosti modulu sily odporu od relatívnej rýchlosti telesa a jeho prostredia

Na obrázku 18 je znázornený graf závislosti odporovej sily od rýchlosti telesa. Pri relatívnej rýchlosti rovnej nule odporová sila nepôsobí na teleso. So zvyšovaním relatívnej rýchlosti odporová sila najprv rastie pomaly a potom sa zvyšuje rýchlosť rastu.

Ryža. 18. Graf závislosti odporovej sily od rýchlosti telesa

Pri nízkych hodnotách relatívnej rýchlosti je odporová sila priamo úmerná hodnote tejto rýchlosti:

kde je hodnota relatívnej rýchlosti; - koeficient odporu, ktorý závisí od druhu viskózneho média, tvaru a veľkosti telesa.

Ak je relatívna rýchlosť dostatočne veľká, potom sa odporová sila stane úmernou druhej mocnine tejto rýchlosti.

kde je hodnota relatívnej rýchlosti; je koeficient odporu vzduchu.

Výber vzorca pre každý konkrétny prípad je určený empiricky.

Teleso s hmotnosťou 600 g sa rovnomerne pohybuje po vodorovnej ploche (obr. 19). V tomto prípade naň pôsobí sila, ktorej hodnota je 1,2 N. Určte hodnotu súčiniteľa trenia medzi telesom a povrchom.

Vo svete okolo nás je veľa fyzikálnych javov: hromy a blesky, dážď a krupobitie, elektrický prúd, trenie... Naša dnešná reportáž je venovaná treniu. Prečo vzniká trenie, čo ovplyvňuje, od čoho závisí sila trenia? A nakoniec, je trenie priateľom alebo nepriateľom?

Čo je trecia sila?

Po troche behu sa môžete odvážne povoziť po ľadovej ceste. Ale skúste to urobiť na normálnom asfalte. Nestojí to však za pokus. Nič nebude fungovať. Vinníkom vášho zlyhania bude veľmi veľká trecia sila. Z rovnakého dôvodu je ťažké presunúť masívny stôl alebo povedzme klavír.

Na mieste, kde sa stretávajú dve telá, vždy dochádza k interakcii, ktorý bráni pohybu jedného telesa po povrchu druhého. Hovorí sa tomu trenie. A veľkosť tejto interakcie je sila trenia.

Druhy trecích síl

Predstavte si, že potrebujete premiestniť ťažkú ​​skriňu. Vaša sila zjavne nestačí. Zvýšme silu „radenia“. Súčasne sa zvyšuje aj trecia sila. odpočinok. A je nasmerovaný v opačnom smere ako je pohyb skrine. Nakoniec „zvíťazí“ sila „posúvania“ a skriňa sa dáva do pohybu. Teraz sila trenia príde na svoje sklzu. Ale je to menšie ako statická trecia sila a je oveľa jednoduchšie posunúť skriňu ďalej.

Museli ste, samozrejme, sledovať, ako 2-3 ľudia odvaľujú ťažké auto s náhle zadretým motorom. Ľudia, ktorí tlačia auto, nie sú silní muži, len trecia sila pôsobiaca na kolesá auta valcovanie. K tomuto typu trenia dochádza, keď sa jedno teleso prevalí po povrchu druhého. Môže sa kotúľať loptička, guľatá alebo fazetová ceruzka, vlakové kolesá atď.. Tento typ trenia je oveľa menší ako klzná trecia sila. Preto je veľmi jednoduché presúvať ťažký nábytok, ak je vybavený kolieskami.

Ale v tomto prípade je trecia sila nasmerovaná proti pohybu tela, preto znižuje rýchlosť tela. Nebyť jej „škodlivej povahy“, ktorá zrýchlila na bicykli či kolieskových korčuliach, dalo by sa jazdiť nekonečne dlho. Z rovnakého dôvodu sa auto s vypnutým motorom bude ešte nejaký čas pohybovať zotrvačnosťou a potom sa zastaví.

Takže nezabudnite, že existujú 3 typy trecích síl:

• klzné trenie;
• valivé trenie;
• pokojové trenie.

Rýchlosť zmeny rýchlosti sa nazýva zrýchlenie. Ale keďže trecia sila spomaľuje pohyb, toto zrýchlenie bude so znamienkom mínus. Bolo by správne povedať pri pôsobení trenia sa teleso pohybuje so spomalením.

Aký je charakter trenia

Ak sa cez zväčšovacie sklo pozriete na hladký povrch vylešteného stola alebo ľadu, uvidíte drobnú drsnosť, na ktorú lipne telo, kĺzavé alebo váľajúce sa po jeho povrchu. Veď podobné výčnelky má aj telo pohybujúce sa po týchto plochách.

V miestach kontaktu sú molekuly tak blízko, že sa začnú navzájom priťahovať. Ale telo sa pohybuje ďalej, atómy sa od seba vzďaľujú, väzby medzi nimi sa prerušujú. To rozvibruje atómy oslobodené od príťažlivosti. Približne rovnako ako pružina uvoľnená z napätia osciluje. Tieto vibrácie molekúl vnímame ako zahrievanie. Preto trenie je vždy sprevádzané zvýšením teploty kontaktných plôch.

Existujú teda dva dôvody tohto javu:

• nepravidelnosti na povrchu kontaktujúcich telies;
• sily medzimolekulovej príťažlivosti.

Od čoho závisí sila trenia?

Pravdepodobne ste si všimli, ako sane prudko spomalia, ak vbehnú do piesočnatej oblasti. A ešte jeden zaujímavý postreh, keď je na saniach jeden človek, pôjde jednou cestou dole kopcom. A ak sa dvaja kamaráti odsťahujú spolu, sane sa rýchlejšie zastavia. Preto je sila trenia:

• závisí od materiálu kontaktných plôch;
• okrem toho sa trenie zvyšuje so zvyšujúcou sa telesnou hmotnosťou;
• pôsobí v smere opačnom k ​​pohybu.

Nádherná veda o fyzike je dobrá aj preto, že mnohé závislosti možno vyjadriť nielen slovami, ale aj vo forme špeciálnych znakov (vzorcov). Pre treciu silu to vyzerá takto:

Ftr = kN kde:

Ftr - trecia sila.

k - koeficient trenia, ktorý odráža závislosť trecej sily od materiálu a čistoty jeho spracovania. Povedzme, že ak sa kov valí po kove k=0,18, ak korčuľujete na ľade k=0,02 (koeficient trenia je vždy menší ako jedna);

N je sila pôsobiaca na podperu. Ak je teleso na vodorovnom povrchu, táto sila sa rovná hmotnosti telesa. Pre naklonenú rovinu je menšia ako hmotnosť a závisí od uhla sklonu. Čím strmší kopec, tým ľahšie sa šmýka a tým dlhšie môžete jazdiť.

A po vypočítaní pokojovej trecej sily skrine pomocou tohto vzorca zistíme, aká sila musí byť použitá, aby sa posunula z miesta.

Práca trecej sily

Ak na teleso pôsobí sila, pri ktorej pôsobení sa teleso pohybuje, tak je práca vždy vykonaná. Práca trecej sily má svoje vlastné charakteristiky: koniec koncov nespôsobuje pohyb, ale bráni mu. Preto práca, ktorú robí bude vždy negatívny, t.j. so znamienkom mínus bez ohľadu na to, ktorým smerom sa telo pohybuje.

Trenie je priateľ alebo nepriateľ

Trecie sily nás sprevádzajú všade, prinášajú citeľné škody a...veľké výhody. Predstavte si, že trenie zmizlo. Ohromený pozorovateľ by videl, ako sa hory rúcajú, stromy sa vytrhávajú zo zeme, hurikánové vetry a morské vlny nekonečne dominujú na Zemi. Všetky telá sa niekam šmýkajú, transport sa rozpadá na samostatné časti, keďže skrutky bez trenia neplnia svoju úlohu, neviditeľný škaredý človek by rozviazal všetky šnúrky a uzly, nábytok, nedržaný trecími silami, skĺzol do najnižšieho rohu miestnosť.

Pokúsme sa uniknúť, uniknúť z tohto chaosu, ale bez trenia nemôžeme urobiť ani krok. Veď práve trenie nám pomáha pri chôdzi odtláčať sa od zeme. Teraz je jasné, prečo sú klzké cesty v zime pokryté pieskom...

A zároveň trenie niekedy spôsobuje značné škody. Ľudia sa naučili redukovať a zvyšovať trenie a čerpali z toho veľké výhody. Napríklad na ťahanie ťažkých nákladov boli vynájdené kolesá, ktoré nahradili klzné trenie valivým, čo je oveľa menšie ako klzné trenie.

Pretože valivé teleso sa nemusí držať mnohých malých nerovností povrchu, ako pri kĺzaní telies. Potom vybavili kolesá pneumatikami s hlbokým vzorom (behúňmi).

Všimli ste si, že všetky pneumatiky sú gumené a čierne?

Ukazuje sa, že guma dobre drží kolesá na ceste a uhlie pridané do gumy jej dodáva čiernu farbu, potrebnú tuhosť a pevnosť. Navyše umožňuje merať brzdnú dráhu v prípade nehôd na ceste. Pri brzdení totiž guma zanecháva zreteľnú čiernu stopu.

V prípade potreby znížte trenie, použite mazacie oleje a suché grafitové mazivo. Pozoruhodným vynálezom bolo vytvorenie rôznych typov guľôčkových ložísk. Používajú sa v rôznych mechanizmoch od bicykla až po najnovšie lietadlá.

Existuje v kvapalinách trenie?

Keď je telo vo vode nehybné, nedochádza k žiadnemu treniu o vodu. Ale akonáhle sa začne pohybovať, vzniká trenie, t.j. voda odoláva pohybu akýchkoľvek telies v nej.

To znamená, že breh, ktorý vytvára trenie, „spomalí“ vodu. A keďže trenie vody o breh znižuje jej rýchlosť, nemali by ste plávať v strede rieky, pretože prúd je tam oveľa silnejší. Ryby a morské živočíchy sú tvarované tak, aby trenie ich tiel o vodu bolo minimálne.

Dizajnéri dávajú rovnaké zefektívnenie ponorkám.

Naše zoznamovanie s ďalšími prírodnými úkazmi bude pokračovať. Kým sa znova nestretneme, priatelia!

Ak by vám bola táto správa užitočná, rád vás uvidím

V pozemských podmienkach trenie vždy sprevádza akýkoľvek pohyb telies. Pri všetkých typoch mechanického pohybu niektoré telesá prichádzajú do kontaktu buď s inými telesami, alebo so súvislým kvapalným alebo plynným prostredím, ktoré ich obklopuje. Takýto kontakt má vždy veľký vplyv na pohyb. Existuje trecia sila smerujúca proti pohybu.

Existuje niekoľko typov trenia:

Suché trenie nastáva, keď sa telesá, ktoré sú v kontakte, navzájom pohybujú.

K viskóznemu (inak kvapalnému) treniu dochádza, keď sa pevné telesá pohybujú v kvapalnom alebo plynnom prostredí, alebo keď kvapalina alebo plyn preteká okolo stacionárnych pevných telies.

Trenie nastáva, keď na teleso pôsobí sila, ktorá sa pokúša telom pohnúť.

Príčiny trecej sily sú: drsnosť kontaktných plôch a vzájomná príťažlivosť molekúl kontaktujúcich telies.

Čo sa však stane, ak vezmete dva dokonale čisté povrchy?

Priviažte niť na stonku skleneného pohára a položte ho na stôl pokrytý sklom. Ak potiahnete za šnúrku, sklo sa po skle ľahko posunie. Teraz navlhčite pohár vodou. Posúvanie skla bude oveľa ťažšie. Ak sa pozriete pozorne na sklo, môžete si dokonca všimnúť škrabance. Ide o to, že voda odstránila mastnotu a iné látky, ktoré znečistili trecie plochy. Medzi dvoma dokonale čistými povrchmi sa vytvoril kontakt a ukázalo sa, že je jednoduchšie urobiť škrabance (teda vytrhnúť kúsky skla), ako odtrhnúť (pohnúť) pohárom.

Spôsoby, ako znížiť treciu silu:

Brúsenie trecích plôch, nanášanie mazív a nahradenie klzného trenia valivým trením.

Trecie sily majú elektromagnetickú povahu.

Od čoho závisí sila trenia?

Od druhu styčných plôch a od veľkosti zaťaženia.
Svojho času veľký taliansky umelec a vedec Leonardo da Vinci, prekvapujúci svoje okolie, robil zvláštne experimenty: ťahal lano po podlahe, buď v celej dĺžke, alebo ho zbieral do krúžkov. Študoval: závisí sila klzného trenia od plochy telies v kontakte?
Výsledkom bolo, že Leonardo dospel k záveru, že sila klzného trenia nezávisí od plochy telies v kontakte, čo potvrdzujú aj moderní vedci.

Ako vysvetliť výskyt trenia?

Kontaktné plochy telies nie sú nikdy dokonale rovné a majú nerovnosti.

Navyše miesta výstupkov na jednom povrchu sa nezhodujú s miestami výstupkov na druhom povrchu. Ale pri stlačení sa špicaté vrcholy deformujú a kontaktná plocha sa zväčšuje úmerne s aplikovaným zaťažením. Práve odolnosť proti šmyku v miestach nerovností je príčinou trenia.

Okrem toho nesmieme zabúdať, že v prípade ideálne hladkých povrchov bude vplyvom príťažlivých síl medzi molekulami vznikať odpor proti pohybu.To vysvetľuje vplyv na treciu silu záťaže – prítlačnú silu a vlastnosti materiálov.

Ako merať treciu silu?

To je možné vykonať pomocou dynamometra.
Pri rovnomernom pohybe telesa ukazuje dynamometer ťažnú silu rovnajúcu sa sile trenia. Pre pohodlie merania môžete niekedy namiesto ťahania knihy po stole začať pohybovať samotným stolom a držať knihu na mieste priviazaním k pružine. Sila trenia sa nezmení.

Jednotka merania trecej sily v SI (ako každá iná sila) je 1 Newton.

Čo je výnosnejšie: rolovacie alebo posuvné?

Čo je lepšie, posuvné alebo rolovacie? Samozrejme, valcovanie je výnosnejšie ako kĺzanie. Na udržanie rolovania je potrebná oveľa menšia sila ako na udržanie kĺzania rovnakou rýchlosťou. Preto je jasné, že v lete sa jazdí na vozíku, a nie na saniach.

Prečo však kolesá v zime dávajú prednosť šmyku? Ide o to, že kolesá sú ziskovejšie ako šmyky, len keď sa odvaľujú. A aby sa kolesá odvaľovali, musí byť pod nimi pevná, hladká vozovka a tiež protišmyková.

SKÚSENOSTI. Porovnanie klznej trecej sily a valivej trecej sily.

Položte na stôl okrúhly (nie fazetovaný) pohár a zatlačte ho tak, aby sa kĺzal spodkom po stole. Pohybom sa sklo zastaví.
Teraz položte ten istý pohár na bok a zatlačte naň rovnakou silou.Poháre sa budú posúvať ďalej. Čo sa deje?
Hmotnosť pohára sa nezmenila, jeho steny a dno sú z rovnakého skla, rovnaký je aj stolík.
Ide o to, že sklo sa teraz valí, nie šmýka a jeho pohyb spomaľuje valivá trecia sila, ktorá je mnohonásobne menšia ako klzná trecia sila. V mnohých prípadoch je to 50-krát viac ako valivé trenie!

Trenie vždy spomaľuje pohyb; na prekonanie trenia všetkého druhu sa spotrebuje obrovské množstvo cenného paliva.
Trenie spôsobuje opotrebovanie trecích povrchov.

HISTÓRIA ŠTÚDIA TRENIA

Prvá štúdia zákonov trenia patrí slávnemu talianskemu vedcovi a umelcovi Leonardovi da Vincimu (15. storočie):
trecia sila vznikajúca pri kontakte telesa s povrchom iného telesa je úmerná prítlačnej sile, nasmerovaná proti smeru pohybu a nezávisí od kontaktnej plochy kontaktných plôch.

Zmeral treciu silu pôsobiacu na drevené tyče posúvajúce sa po doske a umiestnením tyčí na rôzne plochy určil závislosť trecej sily od oblasti podpery. Diela Leonarda da Vinciho však, žiaľ, neboli publikované.

Avšak až koncom 18. storočia vedci G. Amonton a Sh.O. Coulomb zaviedol novú fyzikálnu konštantu – koeficient trenia (k).

Potom bol odvodený vzorec pre treciu silu:

Ftr = kN

Kde N je reakčná sila podpery zodpovedajúca tlakovej sile, ktorú vytvára teleso na povrchu.

Ak je telo na vodorovnom povrchu, potom N = Fstrand

Hodnoty koeficientu trenia pre rôzne materiály možno nájsť v referenčných knihách.

Už dlho je známe, že povrchy mazané tukom alebo dokonca len navlhčené toboganom oveľa jednoduchšie. V roku 1886 O. Reynolds vytvoril prvú teóriu mazania.
A na začiatku 20. storočia sa objavila tribológia - veda, ktorá študuje trenie.

Niekedy je trenie „škoda“!

Trenie spomaľuje pohyb; na prekonanie trenia všetkého druhu sa spotrebuje obrovské množstvo cenného paliva.
Trenie spôsobuje opotrebovanie trecích plôch: vymažú sa podošvy, pneumatiky automobilov, časti strojov. Snažia sa znížiť škodlivé trenie.

Ale niekedy je trenie dobré!

Potom sa ho snažia zvýšiť napríklad pri chôdzi v ľade.

Čo keby nebolo žiadne trenie?

Držiteľ Nobelovej ceny, švajčiarsky fyzik Charles Guillaume, povedal: „Predstavte si, že trenie môže byť úplne eliminované, potom žiadne teleso, či už má veľkosť kamenného bloku alebo malé, ako zrnko piesku, nikdy nespočinie jedno na druhom. sa bude posúvať a rolovať, kým nebude na rovnakej úrovni. Keby neexistovalo žiadne trenie, Zem by bola bez nerovností ako kvapalina.“

PREČÍTAJTE SI VŠETKO O TRENÍ

O trení pre zvedavcov.........

ZAUJÍMAVÉ

Zvýšenie sily odporu voči pohybu so zvýšením rýchlosti vedie k rovnomernému rovnomernému pohybu telesa pri páde z veľkej výšky v kvapaline alebo plyne (napríklad v atmosfére). Parašutista tak môže pred otvorením padáka nadobudnúť rýchlosť len do 50 m/s a kvapky dažďa v závislosti od veľkosti dosahujú rýchlosť od 2 do 7 m/s.

Najnižší koeficient trenia pre pevné teleso (0,02) je vám známy teflón. Každý moderný človek má v kuchyni hrnce a panvice s nepriľnavým teflónovým povrchom.

Ak sa súčasne otvoria všetky okná idúceho vlaku, tak sa prúdenie vzduchu okolo neho zhorší natoľko, že odpor proti pohybu sa zvýši asi o štvrtinu.

Neoprény, ktoré sú špeciálne navrhnuté pre podmorský rybolov a freediving, majú ultra hladkú povrchovú úpravu na vonkajšej strane, aby sa znížili straty spôsobené trením pri kĺzaní vodou.

OTÁZKA PRE VŠETKÝCH!

Kôň ťahá voz. Kde je sila trenia užitočná a kde je škodlivá?
Ach, no tak!

Trecia sila (Ftr.) je sila, ktorá vzniká pri kontakte povrchov dvoch telies a bráni ich vzájomnému pohybu. Objavuje sa v dôsledku elektromagnetických síl vznikajúcich z atómov a molekúl v bode kontaktu týchto dvoch objektov.

Na zastavenie pohybujúceho sa objektu musí sila pôsobiť v smere opačnom ako je smer pohybu. Ak napríklad zatlačíte knihu cez stôl, začne sa pohybovať. Sila, ktorou ste na knihu pôsobili, ňou pohne. Kniha sa kĺže, následne vplyvom trecej sily spomalí a zastaví.

Vlastnosti trecích síl

Trenie, ktoré bolo uvedené vyššie, ktoré sa prejavuje pri pohybe predmetov, sa nazýva vonkajšie alebo suché. Ale môže existovať aj medzi časťami alebo vrstvami jedného objektu (kvapalného alebo plynného), tento typ sa nazýva interný.
Hlavným znakom je závislosť trenia od rýchlosti relatívneho pohybu telies.
Existujú aj ďalšie charakteristické znaky:

• výskyt pri kontakte dvoch pohybujúcich sa telies plochami;
• jeho pôsobenie je paralelné s oblasťou kontaktu;
• nasmerovaný proti vektoru rýchlosti tela;
• závisí od kvality povrchov (hladké alebo drsné), interagujúcich predmetov;
• tvar alebo veľkosť objektu pohybujúceho sa v plyne alebo kvapaline ovplyvňuje veľkosť trecej sily.

Druhy trenia

Je ich viacero druhov. Pozrime sa na ich rozdiely. Kniha posúvajúca sa na stole je ovplyvnená klzné trenie.

posuvná trecia sila

Kde N je reakčná sila podpery.

Venujte pozornosť niektorým situáciám:

Ak človek jazdí na bicykli, tak trenie, ktoré vzniká pri kontakte kolesa s vozovkou, je valivé trenie. Tento typ sily je oveľa menší ako sila klzného trenia.

Valivá trecia sila

Výrazne menšie hodnoty tohto druhu sily využívajú ľudia využívajúci kolesá, valčeky a guľôčkové ložiská v rôznych pohyblivých častiach zariadení.

Charles Augustin Coulomb vo svojej práci o teórii trenia navrhol vypočítať silu valivého trenia takto:

kde λ je koeficient valivého trenia, R je polomer valca alebo kolesa, P je hmotnosť telesa.
Predstavte si situáciu, že sa človek snaží preniesť pohovku z miesta na miesto. Osoba pôsobí na pohovku nejakou silou, ale nemôže ňou pohnúť. Pohovka totiž nezrýchľuje. To znamená, že výsledok pôsobenia vonkajších síl na pohovku je nulový. Preto je sila osoby kompenzovaná silou rovnakej veľkosti, ale smerujúcou opačným smerom. Toto je statická trecia sila.

F tr. n pôsobí ako odozva na sily, ktoré majú tendenciu vyvolať pohyb nehybného objektu. Ak na stacionárny objekt nie je žiadny vonkajší vplyv, potom je veľkosť tejto sily nulová. Ak sa objaví vonkajší vplyv (F), potom sa statická trecia sila zvýši na maximum a potom sa telo začne pohybovať. Veľkosť klznej trecej sily sa prakticky zhoduje s maximálnou statickou trecou silou.

,
μ je koeficient trenia.
Mazanie, najčastejšie vo forme tenkej vrstvy kvapaliny, znižuje trenie.
Kvapaliny alebo plyny sú špeciálne médiá, v ktorých sa tento typ sily tiež prejavuje. V týchto médiách sa trenie objavuje iba počas pohybu objektu. V týchto médiách nemožno hovoriť o sile statického trenia.

Trecia sila v kvapalinách a plynoch

Tento typ sily sa nazýva odporová sila média. Spomaľuje pohyb objektu. Aerodynamickejší tvar objektu ovplyvňuje veľkosť odporovej sily - je výrazne znížená. Preto sa pri stavbe lodí používajú aerodynamické trupy lodí alebo ponoriek.
Odporová sila média závisí od:

• geometrické rozmery a tvar objektu;
• viskozita kvapalného alebo plynného média;
• stav povrchu objektu;
• rýchlosť objektu vzhľadom na prostredie, v ktorom sa nachádza.